一种DDH截骨导板及其制作和使用方法与流程

本发明属于截骨矫形手术器材技术领域，具体涉及一种DDH截骨导板，还涉及该截骨导板的制作方法，该截骨导板的使用方法。

背景技术：

在生物医学领域，现代医学趋向于个体化的治疗策略，随着计算机运算能力的强劲提升，计算机技术与医学的广泛深入的结合，形成了新兴的交叉学科-数字医学，大大的促进了现代临床个体化的诊疗技术的发展。同时，由于3D打印具有个体化的特点，正好与现代医学的诊疗理念相一致，因此，将3D打印技术应用于生物医学领域将是天作之合。目前，人们借助计算机数字化相关技术，对于医学多个学科领域进行图像数据处理后，形成解剖建模和三维重建，显示和定位人体骨骼的解剖结构，并且，在计算机中进行模拟手术操作，设计最佳手术路径，以及合理的个体化手术方案，提高了手术的精确程度，并且，简化了手术操作步骤，缩短了年轻医师的学习曲线。在骨科领域，通过对病人的数字化(CT/MRI)等一系列提供的临床数据，在计算机中建立骨骼的病理模型，并通过全方位的了解骨骼病理改变，同时借助计算机辅助设计出最佳的个体化的治疗方案以及手术导板或者假体，并通过相关软件对设计的合理性进行验证和评估，拓展了手术范围，大大的提高了手术治疗的准确性以及安全性，为数字骨科学的创新和发展奠定了坚实的基础。同时也为其他各个学科领域的交叉发展和深入提供了参考，也为3D打印在生物医学领域的应用创造的无比宽广的空间。

传统DDH截骨手术中，医生先是凭二维医疗影像和医生的临床实践经验来确定患者股骨旋转截骨的截骨角度，然后在手术中仅凭借医生临床经验和现有测量工具来进行股骨旋转截骨，使得手术精确度不高、手术时间长，手术创伤及其他并发症风险大，同时还有一定的放射性危害。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种DDH截骨导板，采用该截骨导板能提高手术精度。

本发明的第二目的是提供一种DDH截骨导板的制作方法，采用该制作方法能精确方便地制造截骨导板。

本发明的第三目的是提供一种DDH截骨导板的使用方法，采用该方法能缩短手术时间。

本发明所采用的第一技术方案是，一种DDH截骨导板，包括贴合在截骨区域骨骼表面上固定端和旋转端，固定端和旋转端通过连接模块连接；

固定端上设置有定位销轴a，固定端的前端的上部和下部分别设置有V字口和钢板导向槽a，固定端前端的上部相对的两侧均设置有克氏针定位孔a，固定端的后端与骨骼表面贴合；

旋转端包括截骨位和与截骨位的后端连接的矫形位，截骨位上设置有定位销轴d、定位销轴b和克氏针定位孔b，截骨位的后端设置有骨骼贴合面，矫形位上设置有调节槽a和定位销轴c，矫形位的底部设置有钢板导向槽b。

本发明的特点还在于，

定位销轴a设置两个，两个定位销轴a上均带有螺丝孔，克氏针定位孔位于两个定位销轴a的侧面，定位销轴a的底部设置有用于放置六角螺母的螺母放置槽a，螺母放置槽a的开口位于固定端的底部；

定位销轴b上带有螺丝孔，定位销轴b的底部设置有用于放置六角螺母的螺母放置槽b，螺母放置槽b的开口位于截骨位的底部。

连接模块为截骨模块，截骨模块包括截骨导向器基座和截骨导向器，截骨导向器上设置有凸台，凸台内设置有截骨导向槽，截骨导向槽内插有金属导向器，截骨导向器基座中部设置有截骨导向器固定口，截骨导向器上设置有若干个定位销孔a，截骨导向器位于截骨导向器固定口上。

金属导向器包括导向体，导向体上垂直连接有基台，基台上设置有导向槽。

定位销孔a设置五个，两个定位销孔a与两个定位销轴a配合，两个定位销孔与两个定位销轴c配合，最后一个定位销轴与定位销轴b配合。

连接模块为矫形模板，矫形模板包括矫形定位板，矫形定位板上设置有V字槽、调节槽b和定位销孔b，矫形定位板的底部设置有矫正台。

定位销孔b设置四个，两个定位销孔b与两个定位销轴c配合，另外两个定位销孔b与两个定位销轴a配合，调节槽a与调节槽b重合。

定位销轴c设置两个，调节槽a位于两个定位销轴c之间。

本发明所采用的第二技术方案是，一种DDH截骨导板的制作方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、利用医学影像技术，采集患者股骨部位完整的CT扫描数据，在计算机中建立可视化的骨骼病理模型；

步骤2、将可视化的骨骼模型导入三维建模软件中，测算患者的股骨颈前倾角、颈干角，然后计算截骨矫形旋转角度、内收或外翻角度、缩短长度的参数；

前倾角即为股骨颈的中轴线与股骨内外髁中点间的连线形成的夹角，颈干角即为股骨颈的长轴与股骨干纵轴之间形成的角度，通过计算这两种角度与正常值之间的差距，来分别确定需要矫形的度数是多少；缩短截骨是将远端骨截面切去1～2cm，可减少肌肉紧张度，以利复位。

步骤3、根据计算的截骨矫形参数，在骨骼病理模型截骨位置处根据截骨参数做出截骨曲面；

截骨平面一般位于小转子下方1～2cm处，垂直于股骨解刨轴方向，依据此平面在三维建模中进行模拟截骨，截骨完成后，将股骨下端以股骨截面为圆心，沿垂直截面方向按照预先计算的旋转角度进行旋转，即完成第一阶段模拟；如需对患者进行内翻或外翻截骨，则在第一阶段模拟完成的基础上来确定第二截骨平面；如需进行缩短截骨，则将缩短的距离预先计算在第一截骨平面中即可。这样，通过两次截骨即达到旋转、内外翻、缩短等手术要求。最后，根据两个截骨平面就可确定截骨导向模块中导向槽的位置与方向；

步骤4、通过三维工程软件在患部骨骼模型的截骨位置处，提取截骨区域的骨骼曲面，在此基础上建立固定端和旋转端的模型，使固定端和旋转端的骨骼贴合面通过与截骨区域的骨性特征完全可靠的贴合在截骨区域的骨骼曲面上，以保证定位的准确和可靠，然后根据固定端和旋转端的位置以及股骨旋转角度、内收或外翻角度进行截骨导板导向器基座、截骨导向器、矫形模板和截骨模块的建模，然后导出为3D打印所需要的文件格式；

步骤5、通过软件处理交由3D打印机进行打印。

本发明所采用的第三技术方案是，一种DDH截骨导板的使用方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、固定端和旋转端通过截骨模块连接，定位销孔与定位销轴a配合，定位销孔与定位销轴b配合，使固定端与旋转端固定于截骨模块下方，螺钉通过定位销轴a上的紧固孔与螺母放置槽a内的螺母连接实现紧固后，螺钉通过定位销轴b上的紧固孔与螺母放置槽b内的螺母连接实现紧固后，将截骨导板放置于患者股骨截骨部位，并通过固定端与旋转端的骨骼贴合面将截骨导板放置在股骨上，该位置即为预先设计的截骨位置，然后克氏针通过克氏针定位孔b和克氏针定位孔a对截骨导板进行定位，以确保导板与患者股骨可靠定位；

步骤2、对截骨模块中的截骨导向器进行相应的调整：

旋转截骨，在截骨导向器基座上安装截骨导向器进行垂直股骨轴线截骨操作；

旋转、内翻或外翻、缩短截骨，分别在截骨导向器基座上安装垂直的截骨导向器与带有角度的截骨导向器依次进行截骨操作，以实现楔形截骨，先靠近股骨头端进行截骨，然后进行股骨干截骨；

步骤3、截骨完成后拧下紧固螺钉，换下截骨模块，进行矫形模块的安装工作，将固定端和旋转端通过矫形模板连接，两个定位销孔b与两个定位销轴c配合，另外两个定位销孔b与两个定位销轴a配合，调节槽a与调节槽b重合，通过调整旋转端的位置将矫形模块安装完成即达到矫形目的包括旋转、内翻或外翻、缩短；最后将钢板插入钢板导向槽a中，分别通过调节槽B、V字槽用螺钉将钢板与股骨固定，随后取下整个截骨模块，再依次植入其余螺钉，即完成矫形后的固定工序。

本发明的有益效果是：一种DDH截骨导板，采用该截骨导板能提高手术精度，在手术中简化了手术步骤，缩短了手术时间，医生无需在矫形截骨手术中依靠经验判断纠正角度，提高了精确度，降低了手术风险。同时降低了手术对医生经验的需求门槛。一种DDH截骨导板的制作方法，采用该制作方法能精确方便地制造截骨导板。一种DDH截骨导板的使用方法，采用该方法能缩短手术时间。

附图说明

图1是本发明一种DDH截骨导板固定端和旋转端通过截骨模块连接实施例一的结构示意图；

图2是本发明一种DDH截骨导板固定端和旋转端通过截骨模块连接实施例二的结构示意图；

图3是本发明一种DDH截骨导板固定端和旋转端通过矫形模板连接的结构示意图；

图4是本发明一种DDH截骨导板中截骨模块的结构示意图；

图5是本发明一种DDH截骨导板中旋转端的结构示意图；

图6是本发明一种DDH截骨导板中旋转端的后视图；

图7是本发明一种DDH截骨导板中固定端的结构示意图；

图8是本发明一种DDH截骨导板中固定端的后视图；

图9是本发明一种DDH截骨导板中截骨导向器基座的结构示意图；

图10是本发明一种DDH截骨导板中截骨导向器基座的后视图；

图11是本发明一种DDH截骨导板中截骨导向器实施例一的结构示意图；

图12是本发明一种DDH截骨导板中截骨导向器实施例二的结构示意图；

图13是本发明一种DDH截骨导板中金属导向器的结构示意图。

图中，1.固定端，2.旋转端，3.定位销轴a，4.螺母放置槽a，5.钢板导向槽a，6.克氏针定位孔a，7.截骨位，8.矫形位，9.定位销轴b，10.定位销孔a，11.螺母放置槽b，12.克氏针定位孔b，13.定位销轴c，14.调节槽a，15.钢板导向槽b，16.截骨导向器基座，17.截骨导向器，18.截骨模块，19.截骨导向器固定口，20.截骨导向槽，21.凸台，22.金属导向器，23.导向体，24.基台，25.导向槽，26.矫形定位板，27.定位销孔b，28.调节槽b，29.V字槽，30.矫正台，31.矫形模板，32.骨骼贴合面，33.定位销轴d，34.钢板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种DDH截骨导板，如图1-图10所示，包括贴合在截骨区域骨骼表面上固定端1和旋转端2，固定端1和旋转端2通过连接模块连接；

固定端1上设置有定位销轴a3，固定端1的前端的上部和下部分别设置有V字口和钢板导向槽a5，固定端1前端的上部相对的两侧均设置有克氏针定位孔a6，固定端1的后端与骨骼表面贴合；

旋转端2包括截骨位7和与截骨位7的后端连接的矫形位8，截骨位7上设置有定位销轴d33、定位销轴b9和克氏针定位孔b12，截骨位7的后端设置有骨骼贴合面32，矫形位8上设置有调节槽a14和定位销轴c13，矫形位8的底部设置有钢板导向槽b15；

定位销轴a3设置两个，两个定位销轴a3上均带有螺丝孔，克氏针定位孔6位于两个定位销轴a3的侧面，定位销轴a3的底部设置有用于放置六角螺母的螺母放置槽a4，螺母放置槽a4的开口位于固定端1的底部；

定位销轴b9上带有螺丝孔，定位销轴b9的底部设置有用于放置六角螺母的螺母放置槽b11，螺母放置槽b11的开口位于截骨位7的底部；

如图1和图2，图5和图6所示，连接模块为截骨模块18，截骨模块18包括截骨导向器基座16和截骨导向器17，截骨导向器17上设置有凸台21，凸台21内设置有截骨导向槽20，截骨导向槽20内插有金属导向器22，截骨导向器基座16中部设置有截骨导向器固定口19，截骨导向器17上设置有若干个定位销孔a10，截骨导向器17位于截骨导向器固定口19上；

定位销孔a10设置五个，两个定位销孔a10与两个定位销轴a3配合，两个定位销孔10与两个定位销轴c13配合，最后一个定位销轴10与定位销轴b9配合；

如图3和图4所示，连接模块为矫形模板31，矫形模板31包括矫形定位板26，矫形定位板26上设置有V字槽29、调节槽b28和定位销孔b27，矫形定位板26的底部设置有矫正台30；

定位销孔b27设置四个，两个定位销孔b27与两个定位销轴c13配合，另外两个定位销孔b27与两个定位销轴a3配合，调节槽a14与调节槽b28重合；

定位销轴c13设置两个，调节槽a14位于两个定位销轴c13之间；

如图13所示，金属导向器22包括导向体23，导向体23上垂直连接有基台24，基台24上设置有导向槽25；

如图11所示，凸台21位于截骨导向器17中部；

如图12所示，凸台21位于截骨导向器17下部。

本发明提供了一种DDH截骨导板的制作方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、利用医学影像技术，采集患者股骨部位完整的CT扫描数据，在计算机中建立可视化的骨骼病理模型；

步骤2、将可视化的骨骼模型导入三维建模软件中，测算患者的股骨颈前倾角、颈干角，然后计算截骨矫形旋转角度、内收或外翻角度、缩短长度的参数；

前倾角即为股骨颈的中轴线与股骨内外髁中点间的连线形成的夹角，颈干角即为股骨颈的长轴与股骨干纵轴之间形成的角度，通过计算这两种角度与正常值之间的差距，来分别确定需要矫形的度数是多少；缩短截骨是将远端骨截面切去1～2cm，可减少肌肉紧张度，以利复位。

步骤3、根据计算的截骨矫形参数，在骨骼病理模型截骨位置处根据截骨参数做出截骨曲面；

截骨平面一般位于小转子下方1～2cm处，垂直于股骨解刨轴方向，依据此平面在三维建模中进行模拟截骨，截骨完成后，将股骨下端以股骨截面为圆心，沿垂直截面方向按照预先计算的旋转角度进行旋转，即完成第一阶段模拟；如需对患者进行内翻或外翻截骨，则在第一阶段模拟完成的基础上来确定第二截骨平面；如需进行缩短截骨，则将缩短的距离预先计算在第一截骨平面中即可。这样，通过两次截骨即达到旋转、内外翻、缩短等手术要求。最后，根据两个截骨平面就可确定截骨导向模块中导向槽的位置与方向；

步骤4、通过三维工程软件在患部骨骼模型的截骨位置处，提取截骨区域的骨骼曲面，在此基础上建立固定端1和旋转端2的模型，使固定端1和旋转端2的骨骼贴合面通过与截骨区域的骨性特征完全可靠的贴合在截骨区域的骨骼曲面上，以保证定位的准确和可靠，然后根据固定端1和旋转端2的位置以及股骨旋转角度、内收或外翻角度进行截骨导板导向器基座16、截骨导向器17、矫形模板31和截骨模块18的建模，然后导出为3D打印所需要的文件格式；

步骤5、通过软件处理交由3D打印机进行打印。

本发明提供了一种DDH截骨导板的使用方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、固定端1和旋转端2通过截骨模块18连接，定位销孔10与定位销轴a3配合，定位销孔10与定位销轴b9配合，使固定端1与旋转端2固定于截骨模块18下方，螺钉通过定位销轴a3上的紧固孔与螺母放置槽a4内的螺母连接实现紧固后，螺钉通过定位销轴b9上的紧固孔与螺母放置槽b11内的螺母连接实现紧固后，将截骨导板放置于患者股骨截骨部位，并通过固定端1与旋转端2的骨骼贴合面将截骨导板放置在股骨上，该位置即为预先设计的截骨位置，然后克氏针通过克氏针定位孔b12和克氏针定位孔a6对截骨导板进行定位，以确保导板与患者股骨可靠定位；

步骤2、对截骨模块18中的截骨导向器17进行相应的调整：

旋转截骨，在截骨导向器基座16上安装截骨导向器17进行垂直股骨轴线截骨操作；

旋转、内翻或外翻、缩短截骨，分别在截骨导向器基座16上安装垂直的截骨导向器17与带有角度的截骨导向器17依次进行截骨操作，以实现楔形截骨，先靠近股骨头端进行截骨，然后进行股骨干截骨；

步骤3、截骨完成后拧下紧固螺钉，换下截骨模块18，进行矫形模块的安装工作，将固定端1和旋转端2通过矫形模板31连接，两个定位销孔b27与两个定位销轴c13配合，另外两个定位销孔b27与两个定位销轴a3配合，调节槽a14与调节槽b28重合，通过调整旋转端2的位置将矫形模块31安装完成即达到矫形目的包括旋转、内翻或外翻、缩短，最后将钢板34插入钢板导向槽a5中，分别通过调节槽B28、V字槽29用螺钉将钢板与股骨固定，随后取下整个截骨模块，再依次植入其余螺钉，即完成矫形后的固定工序。

本发明的一种DDH截骨导板，采用该截骨导板能提高手术精度，在手术中简化了手术步骤，缩短了手术时间，医生无需在矫形截骨手术中依靠经验判断纠正角度，提高了精确度，降低了手术风险。同时降低了手术对医生经验的需求门槛。一种DDH截骨导板的制作方法，采用该制作方法能精确方便地制造截骨导板。一种DDH截骨导板的使用方法，采用该方法能缩短手术时间。